Устройство к магнитотелевизионному дефектоскопу

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных изделий в машиностроении. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля. Дггя этого в преобразователь введены высокочастотный генератор с функциональным блоком и шина высокочастотного подмагничивания, причем шина подмагничивания и выходная обмотка выполнены прошивающими каждый сердечник диаметрально расположенными двумя одновитковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке, ласно - в шине подмагничивания. Совместное действие идеального намагни-- чивания сердечников с :помо1дью затухающих импульсов переменной полярности и фазоимпульсного метода считывания позволяет сдвинуть рабочий диапазон в область слабых полей. 6 ил. i (Л ГС 00 о ел ГС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„280512 (sg 4 G 01 N 27/83

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОРИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРыти (21) 3936628/25-28, (22) 02. 08, 85 (46) 30.12.86. Бюл. ¹ 48 (71) Уфимский нефтяной институт и научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.В. Клюев, 1О.M. Шкарлет, Ю,К, Федосенко, О.С. Семенов, А.А. Абакумов и P.Ã. Вильданов (53) 670.179.14 1088.8) (56) "Дефектоскопия". 1980, ¹ 7, с. 28.

Авторское свидетельство СССР № 1179203, кл. G 01 N 27/83, 1984. (54) УСТРОЙСТВО К МАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННОМУ ДЕФЕКТОСКОПУ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных изделий в машиностроении, Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля, Для этого в преобразователь введены высокочастотный генератор с функциональным блоком и шина высокочастотного подмагничивания, причем шина подмагничивания и выходная обмотка выполнены прошивающими каждый сердечник диаметрально расположенными двумя одновитковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке, со"ласно — в шине подмагничивания. Совместное действие идеального намагни-чивания сердечников с .помощью затухающих импульсов переменной полярности и фазоимпульсного метода считывания позволяет счвинуть рабочий диапазон в область слабых полей.

6 ил.

80512!

50! !2

Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий во всех областях машиностроения.

Целью изобретения ° является повышение чувствительности и достоверности контроля за счет повышения чувствительности сердечников преобразователя к слабым магнитным полям и отстройки от неидентичности их выполнения .

На фиг. 1 изображена блок-схема преобразователя; на фиг, 2 — влияние магнитного поля дефекта на сердечник; на фиг. 3 — появление фаэоимпульсного эффекта от одновременного действия поля дефекта и поля импульсов тока опроса; на фиг. 4 конструкция магниточувствительного узла; на фиг. 5 — схема высокочастотного генератора с функциональным блоком; на фиг, 6 — схема формирователя импульсов тока треугольной формы е

Устройство содержит магниточувствительный узел 1, помещенный на объект 2 контроля, закрепленный на эластичной основе и выполненный в виде матрицы, последовательно соединенные усилитель 3, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами магниточувствительного узла 1, амплитудный селектор 4, видеоконтрольный блок 5,блок 6 развертки, выходы которого соединены с Х и

Y входами магниточувствительного узла 1, синхрогенератор 7, первый вы— .ход которого соединен со входом блока 6 развертки и вторым входом видеоконтрольного блока 5, высокочастотный генератор с функциональ ным блоком 8, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора 7, а выход соединен с управляющим входом магниточувствительного узла 1, горизонтальные адресные провода 9, вертикальные адресные провода 10, начала которых образуют Х и Y входы магниточувствительного узла, а концы соединены с общей точкой, ферритовый сердечник 11, шину 12 высокочастотного подмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магниточувствительного узла, выходную обмотку 13, прошивающую матрицу в диагональном направлении. Выходная обмотка 13 и шина 12 высокочастотного подмагничивания выполне— ны прошивающими каждый ферритовый сердечник !I, диаметрально расположенными двумя одинаковыми обмотками, причем выходная обмотка 13 соединена встречно, а шина 12 высокочастотного подмагничивания согласно.

Плоскости одинаковых обмоток выходной обмотки 13 и шины 12 параллельны между собой, минимально удалены друг от друга, Усилитель 3 выполнен не парофазным, а блок 6 развертки выполнен в виде формирователя импульсов тока треугольной формы.

Устройство работает следующим образом °

Магниточувствительный узел I, выполненный на эластичной основе располагают на поверхности объекта

2 контроля (см. фиг. 1), Блок 6 развертки подает совпадающие во времени импульсы тока треугольной формы амплитудой Т /4 (I — полный ток перемагничинания сердечника иэ одного насыщенного состояния в противоположное, I /2 — полый ток перемагничива- ния сердечника иэ раэмагниченного состояния в одно иэ насыщенных состояний) на горизонтальный 9 и вертикальный 10 адресные провода (например, на входы Х, и Y,). При этом сердечник 11 перемагничивается иэ раэмагниченного состояния в одно из насыщенных состояний и от перемагничивания диаметрально расположенных участков Уч. 1 и Уч. 2 в диаметрально расположенных и намотанных на эти участки витках выходной обмотки 13 наводится ЭДС одинаковой амплитуды. На эти ЭДС компенсируют друг друга в случае отсутствия поля дефекта Н, так как диаметрально расположейные одновитковые обмотки выходной обмотки соединены встречно.

Поэтому в выходной обмотке сигналов не будет и на экране видеоконтрольного блока 5 будет наблюдаться световое поле равномерного свечения (растр,)„

Если в объекте 2 контроля есть дефект, то он создает магнитное поле дефекта. Магнитное поле дефекта в каждом сердечнике 1! разветвляется и проходит в участке Уч. 1 противоположно полю тока опроса, а в участке

Уч. 2 в том же направлении, что и поле тока опроса. Такое прохождение

50

25

50

3 12 поля дефекта по сердечнику 11 обеспечивается ориентацией матрицы в поле дефекта (намагничивающего устройства).. В участке сердечника Уч.2 поле дефекта и поле тока опроса треугольной формы складываются. Это приводит к смещИнин треугольника поля опроса, как показано на фиг, 3 °

Если перемагничивание Уч, 2 сердечника 11 при отсутствии поля дефекта происходило в точке С, то в поле дефекта перемагничивание произойдет раньше в точке С из — за смещения треугольного поля опроса полем дефекта.

При перемагничивании в момент времени, определяемой точкой С, возникает импульс ЭДС, который опережает по фазе импульс ЭДС,возникающий в момент времени С при отсутствии де— фекта.

Наоборот, поле дефекта вычитается из поля тока в участке Уч. 1 сердечника 11 и смещает треугольное поле опроса в противоположном направлении. Перемагничивание участка Уч. l произойдет позже в момент D а в от сутствие дефекта перемагничивание происходило бы в момент D, Поэтому в поле дефекта в одновитковой обмотке участка Уч. 1 возникает импульс

ЭДС, отстающий по фазе. Так как одновитковые обмотки участков включены встречно, эти ЭДС направлены встречно, но уже не могут компенсировать друг друга, так как они разнесены по фазе полем дефекта. В выходной обмотке 13 появится сигнал, амплитуда которого пропорциональна напряженности и поля дефекта в определенном диапазоне. Сигнал с выходной обмотки 13 подается на вход усилителя 3 для усиления, затем через амплитудный селектор 4 поступает в видеоконтрольной блок 5. При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока 5, обеспечиваемой синхрогенератором 7, будем наблюдать изменение интенсивности свечения экрана в соответствующих местах, Яркость светового пятна регулируется ампли— тудным селектором 4 °

Совместное действие поля дефекта и поля опроса треугольной формы в совокупности с выходной обмоткой

13 в виде диаметрально расположенных одновитковых обмоток позволяет осуществить фазоимпульсный метод, повышающий чувствительность сердечни80512 4 ков 11 к внешним магнитным полям— и отстроиться от неидентичности сердечников 11 ° Повышение чувствительности объясняется следующим образом.

Поля дефектов большой напряженности выводят сердечник 11 к границе насыщения и только при этих значениях поля дефекта сигнал в выходной обмотке 13 становится равным нулю, что отмеЧалось на экране потемнением в соответствующих местах. В предлагаемом устройстве даже слабое поле дефекта вызывает смещение по фазе

ЭДС в выходной обмотке 13. В области слабых полей дефекта Н амплитуда сигнала в выходной обмотке 13 пропорциональна напряженности поля дефекта. В области более сильных полей амплитуда сигнала в выходной обмотке 13 уменьшается, так как внешние слои сердечника ll насыщаются полем дефекта и сигнал в выходной обмотке 13 исчезает при значениях напряженности и магнитного поля дефекта, насыщающих сердечник 11. Отсюда видно, что рабочий диапазон сердечника 11 смещается в область слабых полей.

Механизм отстройки от неидентичности сердечников 11. объясняется следующим образом. Ферритовые сердечники 11 обладают разбросом параметров, достигающим 5-107. Применение их приводит к тому, что они не одинаково реагируют на магнитное поле дефекта, у них различная чувствительность к внешним магнитным полям и сигналы от перемагничивания сердечников 11 отличаются по амплитуде. В предлагаемом устройстве в выходной обмотке 13 при работе (опросе) одного сердечника 11 сравниваются по фазе два одинаковых по амплиI туде импульса ЭДС. При работе в слабых магнитных полях дефекта одинаковый сдвиг по фазе импульсов ЭДС в сердечниках 11 с разбросом параметров дает почти одинаковую амплитуду сигнала, что объясняется почти треугольной формой импульсов ЭДС.

С целью дальнейшего повышения чувствительности ..к внешним магнитным полям введено высокочастотное подмагничивание с целью обеспечения работы сердечников по идеальной кривой намагничивания. Высокочастотный генератор с функциональным блоком

8 по сигналу от синхрогенератора 7

128051 в конце кадра формирует затухающие по амплитуде колебания тока в .шине

12 высокочастотного подмагничивания

12. Затухание колебаний происходит в течение межкадрового промежутка от максимального значения тока, достаточного для насыщения сердечника

11 до нуля. Под действием переменного убывающего до нуля поля подмагничивания и поля дефекта в сердечни- 10 ке 11 устанавливается значительно более высокое значение индукции, чем при намагничивании только полем дефекта (идеальное намагничивание), Полное размагниченное состояние, кото- 15 рое возникает под действием убывающего до нуля переменного поля, характеризуется точкой 0 (фиг, 3).

Если при размагничивании сердечника

11 переменным полем, убывающим до 20 нуля одновременно действует и как поле дефекта, то в сердечнике 11 установится более высокое значение индукции, характеризуемое например точкой А, которое больше сместит треугольное поле тока опроса, что вызывает большее опережение по фазе (отставание) импульса ЭДС, Шина 12 высокочастотного подмагничивания охватывает диаметрально распо-30 ложенные участки Уч. 1 и Уч. 2 каждого сердечника 11 одновитковыми обмотками„ соединенными согласно, Этим обеспечивается идеальное намагничивание участков Уч ° 1 и Уч, 2 и магнитные поля высокочастотного подмагничивания в данном случае не компенсируют друг друга, замкнувшись по тороидальному сердечнику 11.

На фиг. 5 показан возможный ва- 40 риант выполнения высокочастотного генератора с функциональным блоком 8.

Он собран на транзисторах Т „ и Тд

Транзистор Т представляет собой функ5 циональный блок 8, обеспечивающий 45 затухание колебаний до нуля. По сигналу от синхрогенератора 7 срабаты— вает ключ и подает питание на генера тор с функциональным блоком 8. Он вырабатывает колебания, которые зату- 50 хают под действием функционального блока .8. Затухающие колебания усиливаются усилителем 3 и подаются на шину 12 высокочастотного подмагничивания. 55

На фиг. 6 показана схема блока 6 в виде формирователя импульсов тока треугольной формы, От синхрогенера2 6 тора 7 сигнал поступает на вход элект. ронного ключа 1 i, который формирует импульс тока в адресных проводах

9. Форму импульса тока устанавливают подбором значения индуктивности. За счет образования ЭДС самоиндукции, препятствующей резким изменениям тока, в адресных проводах 9 формируется импульс тока треугольной формы;

Формул а изобретения

Устройство к магнитотелевиэионному дефектоскопу, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный узел, закрепленный на эластичной основе и выполненной в виде матрицы, усилитель, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами магниточувствительного узла, амплитудный селектор, видеоконтрольный блок, блок развертки, выходы которого соединены с

Х- и У- входами магниточувствительного узла, синхрогенератор,первый выход которого соединен с входом блока развертки и вторым входом видеоконтрольного блока, а матрица выполнена в виде ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса и содержит систему горизонтальных и вертикальных адресных проводов, начала которых образуют Х- и

Y-входы магниточувствительного узла, а концы соединены с общей точкой, выходную обмотку, прошивающую матрицу в диагональном направлении, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, оно содержит высокочастотный генератор с функциональным блоком, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, а выход соединен с уп— равляющим входом магниточувствительного узла, шину высокочастотного годмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магниточувствительного узла, а выходная обмотка и шина высокочастотного подмагничивания выполнены прошиваю— щими каждый ферритовый сердечник, диаметрально расположенными двумя одинаковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке и согласно — в шине высокочастотного подмагничивания, причем плоскости одно7 12805I2 8 витковых обмоток выходной обмотки и литель выполнен не парофаэным, а шины высокочастотного подмагничива- блок раэвертки выполнен в виде фор-! ния параллельны между собой, мини- мирователя импульсов тока треуголь" малько удалены друг от друга, а уси- ной формы.

1280512

0m синхроаенераторц

Г

Фиг.5

+Ж

От сиихр

pumop

Составитель А. Бодров

Редактор А, Долинич Техред M. Ходанич Корректор И. Эрдейи

Заказ 7061/49 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4